DE3014863A1 - METHOD FOR STRENGTHENING SOILS - Google Patents
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- DE3014863A1 DE3014863A1 DE19803014863 DE3014863A DE3014863A1 DE 3014863 A1 DE3014863 A1 DE 3014863A1 DE 19803014863 DE19803014863 DE 19803014863 DE 3014863 A DE3014863 A DE 3014863A DE 3014863 A1 DE3014863 A1 DE 3014863A1
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3014863 Dipl.-Ing. R. Graf
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Gr/JaApril 17, 1980
Gr / yes
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Kyokado Engineering Co., Ltd.Kyokado Engineering Co., Ltd.
15-1, Hongo 3-chome, Bunkyo-kur Tokyo, Japan15-1, Hongo 3-chome, Bunkyo-ku r Tokyo, Japan
Titel:Title:
Verfahren zur Verfestigung von BödenMethod of consolidating soils
trfinder:trfinder:
Kenji KayaharaKenji Kayahara
54, Makigahara, Asahi-ku, Yokohama-city, Kanagawa-Prefecture,54, Makigahara, Asahi-ku, Yokohama-city, Kanagawa-Prefecture,
JapanJapan
Priorität: Japan, Nr. 48812/1979 vom 20. April 1979Priority: Japan, No. 48812/1979 of April 20, 1979
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Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 300 Postscheck München 893 69-801Accounts: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 300 Postscheck München 893 69-801
Gerichtsstand RegensburgPlace of jurisdiction is Regensburg
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Verfahren zur Verfestigung von Böden * ' ■ ■ ^Method for consolidating soils * '■ ■ ^
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von Böden, insbesondere ein Mehrfachinjektionsverfahren, mit dem Böden geringerer Qualität sowie durchlässige Böden gleichförmig und dicht verfestigt bzw. konsolidiert werden können bzw. befestigt werden können.The invention relates to a method for consolidating soils, in particular a multiple injection process, with the soils of lower quality as well as permeable soils uniformly and densely consolidated or consolidated can be or can be attached.
Böden geringerer Qualität bestehen vielfach aus abwechselnden Schichten aus gröberem und feinerem Material, die beispielsweise beim Ausführen von Bauarbeiten usw. gleichförmig verfestigt werden müssen, und zwar durch Einspritzen von Härtungsmitteln in den Boden bzw. in den Untergrund. Um Beeinträchtigungen oder Verunreinigungen der Umgebung zu vermeiden, ist es dabei wünschenswert, die Härtungsmittel, wie beispielsweise Injektionsmittel auf Wasserglas -Basis in einem vorgegebenen Bereich, in welchem diese Härtungsmittel eingespritzt werden, vollständig zu verfestigen.Soils of lower quality often consist of alternating layers made of coarser and finer material, for example when running Construction work, etc. must be uniformly consolidated by injecting hardening agents into the ground or into the subsoil. Around To avoid impairment or contamination of the environment, it is desirable to place the hardening agents, such as, for example, waterglass-based injection agents, in a predetermined area in which they Curing agents are injected to solidify completely.
Es gibt bereits zahlreiche Verfahren zum Verfestigen von Böden bzw. zum Verfestigen eines Untergrundes. Oiese Verfahren haben jedoch alle gewisse Nachteile. Bei einem Verfahren, bei dem das Einspritzen mit Hilfe eines Rohres erfolgt, wird beispielsweise das Hauptinjektionsmittel mit einem Reaktionsmittel im oberen Ende des Rohres vermischt und dann in den Boden eingespritzt. Die so erhaltene Mischung, d.h. das so erhaltene Härtungsmittel tendiert dazu, durch den Spalt zwischen dem als Bohrer verwendeten Rohr und dem Boden bzw. dem Untergrund hindurch an die Oberfläohe zu dringen oder aber durch Schichten, größeren Materials zu entweichen. Es ist dabei schwierig, einen Untergrund geringerer Qualität in Schichten aus feinem Material zu verfestigen, oder aber eine Verfestigung des Untergrundes in einem vorgegebenen Bereich zvorzunehmen. Weiterhin passiert es häufig, daß ein Härtungsmittel, welches eine kurze Gelier- oder Abbindzeit besitzt, bereits in dem Injektionsrohr gelieft bzw. aushärtet oder aber nur unzureichend in den Boden injiziert wird bzw. sich in Kanälen im Boden absetzt, so daß das Härtungsmittel die Bodenpartikel nicht wirklich durchdringt. Für eine ausreichende Einspritzung ist ein höherer Druck erforderlich,There are already numerous methods for consolidating soils or for Consolidation of a subsurface. However, these methods all have certain disadvantages. In a process in which the injection is carried out with the aid of a Pipe takes place, for example, the main injectant is mixed with a reactant in the top of the pipe and then into the ground injected. The mixture thus obtained, i.e. the hardening agent thus obtained, tends to pass through the gap between the one used as a drill To penetrate the pipe and the ground or the subsurface to the surface or to escape through layers of larger material. It It is difficult to consolidate a sub-floor of poor quality in layers of fine material, or to consolidate the sub-surface to be carried out in a given area. It continues to happen it is often the case that a hardening agent, which has a short gelation or setting time, is already delivered or hardened in the injection tube or else Inadequately injected into the soil or in channels in the soil settles so that the hardener does not really penetrate the soil particles. A higher pressure is required for sufficient injection,
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der dann unter Umständen zu erheblichen Deformationen im Boden bzw. im Untergrund, möglicherweise auch zum Austritt von Grundwasser sowie zu Bodenverschiebungen führt.which then under certain circumstances can lead to significant deformations in the ground or in the Subsurface, possibly also to the leakage of groundwater as well Soil displacement leads.
Bei Verwendung eines Injektionsmittels auf Wasserglasbasis in flüssiger Form und bei Verwendung von Reaktionsmitteln, wie beispielsweise Estern usw., ist es möglich, daß das Injektionsmittel Schichten aus feinkörnigem Material gleichförmig durchdringt. Wenn jedoch dort größere Hohlräume oder aber Schichten aus gröberem Material im Boden vorhanden sind, sammelt sich das Injektionsmaterial in diesen Bereichen an, wodurch eine gleichförmige Durchdringung des Bodens mit dem Injektionsmaterial verhindert wird. Um diese Nachteile zu vermeiden wurde bereits ein Doppelfüllverfahren bzw. Injektionsverfahren vorgeschlagen, welches ein Doppel-Rohr verwendet, wobeiWhen using a water glass-based injection in liquid Form and when using reactants such as esters etc., it is possible for the grout to penetrate layers of fine-grained material uniformly. However, if there are larger cavities or but there are layers of coarser material in the soil that accumulates the injection material in these areas, whereby a uniform penetration of the ground with the injection material is prevented. Around To avoid these disadvantages, a double filling method or injection method has already been proposed which uses a double tube, with
ein Zement-Betonit-Material in den Boden durch das innere Rohr eingespritzt wird, welches fest in dem äußeren Rohr angeordnet ist. Ein Injektionsmaterial mit einem höheren Durchdringungsvermögen wird dann im Anschluß daran durch das äußere Rohr bzw. durch die äußere Rohrleitung eingespritzt. Obwohl hiermit grundsätzlich eine wirksame Verfestigung des Bodens möglich ist, ist dieses Verfahren sehr zeitaufwendig. Außerdem muß bei diesem Verfahren das Rohr auch nach Beendigung der Verfestigung im Boden verbleiben.a cement-betonite material is injected into the ground through the inner tube which is fixedly arranged in the outer tube. An injection material with a higher permeability is then used in connection then injected through the outer pipe or through the outer pipeline. Although this basically enables effective consolidation of the soil this procedure is very time consuming. In addition, with this method, the pipe must remain in the ground even after the solidification is complete.
Unter Abwägung der Vor- und Nachteile bekannter Verfahren wurde entsprechend der vorliegenden Erfindung ein neues Injektionsverfahren zum Verfestigen von Böden entwickelt, welches besondere Vorteile und vor allem auch unerwartete Wirkungen aufweist.Weighing up the advantages and disadvantages of known methods, the corresponding According to the present invention, a new injection method for solidification developed from floors, which have special advantages and, above all, unexpected ones Has effects.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vielfach-Injektionsverfahren aufzuzeigen, welches einfach ausführbar ist. Weiterhin soll mit der Erfindung ein Vielfach-Injektionsverfahren aufgezeigt werden, welches mit wesentlich geringerem Zeitaufwand durchführbar ist.The object of the invention is to show a multiple injection method, which is easy to execute. Furthermore, a multiple injection method should be shown with the invention, which with essential less time is feasible.
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Zur Lösug dieser Aufgabe ist ein Mehrfach-Injektionsverfahren zum Verfestigen bzw. zum Konsolidieren von Böden geringerer Qualität erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Injektionsmaterialien mit unterschiedlichem Durchdringungsvermögen durch ein Injektionsrohr, welches in den Boden eingeführt wird, in diesen Boden eingespritzt werden, und zwar durch Leitungen oder Kanäle eines als Injektionsrohr dienenden Vielfachrohres, daß das Vielfachrohr vertikal bewegt wird, um den Arbeitsbereich dieses Rohres zu ändern, daß ein Injektionsmaterial mit geringerem Durchdringungsvermögen eingespritzt wird, um im Spalt zwischen dem Vielfachrohr und dem Boden eine Dichtung oder Füllung zu erzeugen, die verhindert, daß später bzw. nachfolgend eingespritztes Material mit größerem Durchdringungsvermögen durch den Spalt austritt, bzw. um zu erreichen, daß Schichten gröberen Materials um den Arbeitsbereich ausgefüllt werden, so daß das Injektionsmaterial mit höherem Durchdringungsvermögen innerhalb eines vorgegebenen Bereiches im Boden gehalten wird, und daß dann das Material mit höherem Durchdringungsvermögen unter Durchbrechung der Dichtung in den Boden eingespritzt wird.To solve this problem, a multiple injection method is used for solidification or for consolidating soils of lower quality according to the invention characterized in that several injection materials with different permeability through an injection tube, which in the soil is introduced, injected into this soil, through lines or channels of a multiple pipe serving as an injection pipe, that the multiple tube is moved vertically in order to change the working range of this tube, that an injection material with a lower penetration capacity is injected to create a seal or filling in the gap between the multiple tube and the floor, which prevents later or subsequently injected material with greater penetration capacity exits through the gap, or to achieve that layers of coarser material are filled around the work area, so that the Injection material with higher permeability is maintained within a predetermined area in the ground, and that then the material is injected into the ground with a higher penetration capacity, breaking through the seal.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Boden bzw. den Untergrund in einem einzigen Arbeitsschritt und in kurzer Zeit zu verfestigen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist schnell und ökonomisch durchführbar.With the method according to the invention, it is possible to use the soil or the To consolidate the substrate in a single step and in a short time. The method according to the invention is quick and economical feasible.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are described in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Querschnitsdarstellung, die eine Ausführung des Grundkonzepts der Erfindung erläutert;Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the Basic concept of the invention explained;
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.?. 3Q14863.?. 3Q14863
Fig» 2 eine schematische Querschnitbsdarstellung, die eine Ausführung der Erfindung erläutert, bei der (Ausführung) die Lage des Austrittsendes in vertikaler Richtung verändert wird; Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the Invention explained, in which (embodiment) the position of the outlet end is changed in the vertical direction;
Fig« 3 eine schematische Querschnittsdarstellung, die eine weitere Ausführung der Erfindung erläutert, bei der (Ausführung) das innere oder äußere Rohr des Vielfachrohres unabhängig voneinander parallel zu ihren Achsen nach oben oder unten bewegt werden.3 shows a schematic cross-sectional view showing a further embodiment of the invention explained in the (execution) the inner or outer tube of the multiple tube independently of each other in parallel be moved up or down on their axes.
Bei der Erfindung wird ein Velfachrohr verwendet^ welches als Einspritzrohr dient und in den Bafen, der verfestigt werden soll, eingeführt wird. Mehrere Injektionsmaterialien bzw« Härtungsmittel, die ein unterschiedliches Durchdringungsvermögen aufweisen, werden durch das Vielfachrohr injiziert, bzw» eingespritzt, wobei dieses Rohr vertikal bewegt wird, um den Arbeitszustand bzwo den Arbeitsbereich des Rohres zu ändern. Zunächst wird ein Injektionsmaterial, welches ein niedriges Durchdringungsvermögen besitzt, in den 3oden eingespritzt, wobei dieses Material den Spalt zwischen dem Vielfachrohr und dem Boden als befestigte Dichtung bzw. als Abschluß oder Füllmittel ausfüllt, um zu verhindern, daß das nachfolgend injizierte Injektionsmaterial mit höheren Durchdringungsvermögen wegfließen kann. Das Injektionsmaterial mit niedrigem Durchdringungsvermögen wird um den Arbeitsbereich gleichzeitig auch in den Randbereich von Schichten eingespritzt, die aus gröberem Material bestehen, oder aber in den Randbereich von Schichten, die eine geringe Qualität aufweisen, 80 daß das Injektionsmaterial mit höherem bzw. größerem Durchdringungsvermögen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten wird. Nach dieser Vorbereitung des Bodens bzw» des Untergrundes wird dann das Injektionsmaterial mit größerem Durchdringungsvermögen eingespritzt, welches in die Schichten aus feinem Material eindringt und diese Schichten durchsetzt, die von dem Injektionsmaterial nicht erfaßt bzw» durchdrungen werden konnten, welches für die Vorbehandlung verwendet wurde» Das Injektionsmaterial mit dem höheren Durchdringungsvermögen wird bei diesem Verfahren wirksam in den Boden injiziert, ohne daß dieses Material entlang des Umfangs des Injektionsrohres oder aber in Schichten gröberen Materials verlorengeht.In the invention, a Velfachrohr is used ^ which as an injection pipe serves and is introduced into the Bafen to be solidified. Several injection materials or hardening agents that have a different Have penetrability, are injected through the multiple tube, or »injected, whereby this tube is moved vertically to the working state or change the working range of the pipe. First, an injection material, which has a low permeability, injected into the 3oden, this material the gap between the multiple tube and the bottom as a fixed seal or as a closure or Fills filler in order to prevent that the subsequently injected injection material can flow away with higher permeability. The injection material with low permeability is injected around the work area at the same time in the edge area of layers, which consist of coarser material, or in the edge area of layers that are of poor quality, 80 that the injection material with higher or greater penetration is kept within a predetermined range. After this preparation of the soil or the subsoil then becomes the injection material with greater penetration capacity injected, which penetrates into the layers of fine material and penetrates these layers by the injection material could not be detected or penetrated, which for the pretreatment The injection material with the higher permeability was used is effectively injected into the ground with this method, without this material along the circumference of the injection pipe or else is lost in layers of coarser material.
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Um derartige Verluste zu vermeiden, werden bei bekannten Verfahren Injektionsmaterialien verwendet, die in einer relativ kurzen Zeit gelieren bzw. abbinden. Diese Materialien dringen jedoch ausschließlich in die Schichten mit gröberem Material ein und führen vielfach zu einem unerwünschten Wasseraustritt oder aber zu Bodenverschiebungen. Um ein Eindringen des Injektionsmateriales in die Bodenpartikel bzw. ein Durchdringen der Bodenpartikel mit dem Injektionsmaterial zu erreichen, ist es notwendig, bei langer Äbbindzeit zu verfestigen, was dazu führt, daß das Injektionsmaterial am Umfang des Injektionsrohres bzw. durch den dort vorhandenen Spalt verlorengeht. Insgesamt läßt sich feststellen, daß es mit üblichen Verfahren, die nur ein einziges Injektiansmaterial verwenden, unmöglich ist, die oben aufgezeigten Probleme zulösen.In order to avoid such losses, known methods Injection materials used in a relatively short time gel or set. However, these materials only penetrate the layers with coarser material and often lead to one unwanted water leakage or ground shifts. In order to allow the injection material to penetrate into the soil particles or a In order to penetrate the soil particles with the injection material, it is necessary to solidify with a long setting time, which leads to that the injection material is lost on the circumference of the injection tube or through the gap there. Overall it can be stated that it with standard procedures that only use a single injection material, impossible to solve the problems identified above.
Bei der Erfindung werden diese Nachteile vermieden, und zwar dadurch, daß ein Vielfachinjektionsrohr sowie mehrere Injektionsmaterialien Verwendung finden. Das Injektionsmaterial mit dem niedrigen Durchdringungsvermögen wird dazu verwendet, um den Spalt um das Injektionsrohr auszufüllen und um so eine feste bzw. verfestigte Dichtung als Abschluß zu erzeugen. Das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen wird dazu verwendet, um zwischen die feinen Bodenpartikel wirksam einzutreten und diese Bodenpartikel zu verfestigen. Das Vielfach-Injektionsverfahren gemäß der Erfindung kann in einem einzigen Verfahrensschritt kontinuierlich ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchführbar, wobei es möglich ist, das Injektionsrohr Stück für Stück anzuheben, bis es am Ende des Prozesses vollständig herausgezogen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das Injektionsmaterial bzw. das Härtemittel ohne Schvierigkeiten zu injizieren und den Boden einfach und ökonomisch in kurzer Zeit zu verfestigen. In the invention, these disadvantages are avoided, namely by that a multiple injection tube and several injection materials are used Find. The injection material with the low permeability is used to fill the gap around the injection tube and so to create a tight seal as a seal. The injection material with the greater penetration capacity is used to effectively penetrate between the fine soil particles and consolidate these soil particles. The multiple injection method according to the invention can be carried out continuously in a single process step. The method according to the invention is simple feasible, whereby it is possible to lift the injection tube piece by piece until it is completely pulled out at the end of the process. With the method according to the invention it is possible to inject the injection material or the hardening agent without difficulty and to consolidate the soil simply and economically in a short time.
Bei dem erfindungsgemäßen ^erfahren werden die folgenden technischen Gedanken kombiniert bzw. finden die folgenden technischen Gedanken inIn the case of the invention, the following technical Thoughts combined or find the following technical thoughts in
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.J. 30U863.J. 30U863
Kombination Verwendung:Combination use:
1. Ein Vielfachrohr wird als Injektionsrohr verwendet;1. A multiple tube is used as an injection tube;
2. Mehrere Injektionsmaterialien mit einem unterschiedlichen Durchdringungsvermögen, d.h. eine Kombination von Injektionsmaterialien, die ein größeres und ein kleineres Durchdringungsvermögan aufweisen, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Härtungsmittel verwendet;2. Several injection materials with a different penetration capacity, i.e. a combination of injection materials that have a have greater and lesser penetration capacity used as a hardening agent in the method according to the invention;
3. hehrere Injektionsmatsrialien werden in den Boden bzw. in den Untergrund durch die Rohrleitungen injiziert, die in dem Vielfachrohr vorgesehen sind, und zwar dabei zunächst das Injektionsmaterial mit dem geringeren Durchdringungsvermögen (vorzugsweise mit einer Gelier- bzw. Abbindzeit von weniger als 30 See.) und dann das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen;3. Higher injection materials are in the ground or in the subsoil injected through the pipes that are provided in the multiple pipe, initially the injection material with the lesser Permeability (preferably with a setting time of less than 30 sea.) And then the injection material with the larger one Penetration;
4„ Das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen wird in den Bereich eingespritzt, in den vorher bereits das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen eingespritzt wurde und in dem die umliegenden Schichten größeren Materials bereits von dem Injektionsmaterial mit niedrigerem Durchdringungsvermögen durchdrungen wurden.4 “The injection material with the greater permeability will be injected into the area in which the injection material with the lower penetration capacity has already been injected and in which the surrounding layers of larger material are already penetrated by the injection material with lower permeability became.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich anhand der folgenden grundsätzlichen und bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben. Einige Bemerkungen, die diesen ;ius führungsbeispielen gemeinsam sind, werden der Beschreibung vorausgestellt, um Wiederholungen zu vermeiden.The present invention is described in detail with reference to the following basic and preferred exemplary embodiments. Some remarks that support this ; ius management examples are common, are placed in front of the description in order to avoid repetition.
Ι» Aufbau des VielfachrohresΙ »Structure of the multiple pipe
a) Das Vielfachrohr, welches bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, kann ein Doppel- oder Dreifachrohr sein, oder kann ein Rohra) The multiple tube used in the present invention finds, can be a double or triple tube, or can be a tube
sein, bei dem zwei parallel zueinander liegende innere Rohre in einem äußeren Rohr untergebracht sind.be, in which two parallel inner tubes in one outer tube are housed.
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b) Das innere Rohr und/oder das äußere Rohr kann während des Injektionsvorganges bzw. während des Einspritzens des Injektionsmaterials gedreht b) The inner tube and / or the outer tube can be rotated during the injection process or during the injection of the injection material
werden.will.
c) Das innere Rohr oder aber das äußere Rohr kann mit einer Metallkrone bzw. mit einem als Bohrer oder Meißel wirkenden Abschnitt an seinem unteren Ende versehen sin, so daß sich das Injektionsrohr selbsttätig in den Untergrund bis zu der gewünschten bzw. vorgegebenen Tiefe einbohren kann.c) The inner tube or the outer tube can have a metal crown or are provided with a section acting as a drill or chisel at its lower end, so that the injection tube is automatic can drill into the substrate to the desired or specified depth.
2. Kombination der Injektionsmittel2. Combination of injectables
Grundsätzlich können die ve: ^!iiedenen Injektionsmittel Kombinationen der folgenden Injektionsmittel mit höherem oder geringerem Durchdringungsvermögen darstellen: In principle, the various injectables combinations can be used of the following injectables with higher or lower permeability:
a) Eine Kombination von Injektionsmitteln, die eine kurze Gelier- bzw. Abbindzeit und eine längere Gelier- bzw. Abbindzeit besitzen.a) A combination of injectables that have a short gelling or Have a setting time and a longer setting or setting time.
b) Eine Kombination von Injektionsmitteln in Form einer Aufschlämmung oder Suspension und in Form einer Lösung (beide Injektionsmittel können eine kürzere Gelier- bzw. Abbindzeit besitzen). Diese Injektionsmittel werden durch Mischen oder Verbinden von Injektions- oder Verdichtungsmitteln vorbereitet, wobei beispielsweise ein Injektionsmittel auf Wasserglasbasis dadurch erhalten wird, daß eine Wasserglaslösung und eine wässrige Lösung aus einem Reaktionsmittel miteinander vermischt bzw. vermengt werden.b) A combination of injectables in the form of a slurry or suspension and in the form of a solution (both injection agents can have a shorter setting or setting time). These injectables are prepared by mixing or combining injection or compression media, for example one injection media Water glass base is obtained in that a water glass solution and an aqueous solution of a reactant can be mixed or blended with one another.
c) Eine Kombination von Injektionsmitteln, die eine kürzere Abbind- bzw. Gelierzeit und eine längere Abbind- bzw. Gelierzeit aufweisen, kann dadurch erhalten werden, daß Wasserglas und jeweils das gleiche Reaktionsmittel, jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen verwendet werden, oder aber dadurch, da* Wasserglas zusammen mit einem stark wirkenden Reaktionsmittel, wie beispielsweise anorganischen Verbindungen, undc) A combination of injectables that require a shorter setting or setting Gel time and a longer setting or gel time can be obtained by using waterglass and the same reactant, but in different concentrations, or else because * water glass together with a strong reactant, such as inorganic compounds, and
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mit einem schwäclier bzv/. langsamer wirkenden Reaktionsmittel, wie beispielsweise organische Verbindungen, verwendet wird.with a schwäclier or. slower acting reactants, such as for example organic compounds is used.
3. Mischung, der Iniektionsmittcl3. Mixture, the Iniektionsmittcl
a) Üas Injektionsmittel mit dem niedrigen und/oder mit dem hohen Ourchdringungsvermögsn kann vorbersitet werden, bevor es dsm Vielfachrohr zugeführt und in den Boden durch das innere und/oder äußere Rohr eingespritzt wird.a) Üas injection means with the low and / or with the high penetration capacity can be prepared before it is fed to the multiple pipe and injected into the ground through the inner and / or outer pipe will.
b) tine Vielzahl von Injektionsmaterialien bzv/. Injektionsverbindungen kann dem Inneren und dem äußeren Rohr getrennt zugeführt v/erden, wobei eine Mischung am unteren ende des Vielfach-Rohres stattfindet, um dadurch das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Ourchdringungsvermögen und/oder das Injektionsmaterial mit dem höheren Ourchdringungsvermögen zu bilden und in den Boden zu injizieren.b) tine variety of injection materials and / or. Injection connections can be supplied to the inner and outer tubes separately, wherein Mixing takes place at the lower end of the multiple tube to thereby the injection material with the lower penetration capacity and / or the injection material with the higher penetration capacity to form and inject into the soil.
c) Schließlich ist es auch möglich, das !tischen der Injektionsverbindungenc) Finally, it is also possible to table the injection connections
entweder im Injektionsrohr oder aber im Boden vorzunehmen, nachdem diese Verbindungen aus dem Injektionsrohr ausgetreten sind.either in the injection tube or in the ground after these compounds have leaked from the injection tube.
Aufbau desl· unteren Endes des Injektionsrohres Construction of the lower end of the l · I njekt ionsrohres
a) üas Injektionsrohr, welches bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, enthält ein Vielfachrohr üblichen Standards, ohne spezielle Desonderheiten, oder aber ein VsIfachrohr, welches an seinem Bodenende bzw. an seinem unteren Lnde mit einem Rückschlagventil oder mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen versehen ist, die axial angeordnet sind. Weiterhin kann ein Vielfachrohr Verwendung finden, bei dem das innere Rohr über das äußere Rohr im Boden vorsteht.a) üas injection tube, which is used in the present invention finds, a multiple tube contains the usual standards, without special features, or a VsIfachrohr, which at its bottom end or at its lower end with a check valve or with a A plurality of outlet openings is provided, which are arranged axially. Furthermore, a multiple tube can be used in which the inner Pipe protrudes over the outer pipe in the ground.
b) Die Vielzahl von Injektionsmaterialien kann in den Boden entweder durch das innere Rohr oder aber durch das äußere Rohr oder aber durch beide Rohre eingespritzt werden. Bei Trennung der Verbindung zwischen beidenb) The variety of injection materials can either be through into the ground the inner tube or through the outer tube or through both tubes. When the connection between the two is broken
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Rohren kann das Injektionsmaterial mit dem höheren Durchdringungsvermögen durch das innere Rohr injiziert werden.Pipes can be the injection material with the higher penetration capacity injected through the inner tube.
c) Die Austrittsöffnutfpn für die Injektionsverbindungen oder für die Injektionsmaterialien bzw. für das Injektionsmaterial können an einer Wand des inneren oder des äußeren Rohres vorgesehen sein. Weiterhin ist es auch möglich, diese Austrittsöffnungen am Boden des inneren oder des äußeren Rohres vorzusehen.c) The Ausittsöffnutfpn for the injection connections or for the Injection materials or for the injection material can be provided on a wall of the inner or outer tube. Furthermore is it is also possible to have these outlet openings at the bottom of the inner or the Provide outer tube.
d) Die Rückschlagventile können in den Austrittsöffnungen oder an den Austrittsöffnungen des inneren oder 'des äußeren Rohres oder aber zwischen beiden Rohren vorgesehen sein.d) The check valves may be used in the discharge openings or at the outlet openings but be provided between both tubes of the inner or 'of the outer tube or the like.
e) Herkömmliche Endstücke für ein Vielfachrohr können ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung finden.e) Conventional end pieces for a multiple pipe can also be used in the Find method according to the invention use.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren nun im folgenden im Detail beschrieben. In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches auf dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung basiert und bei welchem ein sehr schnell reagierendes Injektionsmaterial mit einer Gelier- bzw. Abbindzeit von weniger als 30 See. als Injektionsmaterial mit einem geringeren Durchdringungsvermögen verwendet wird. In der Figur 1 bezeichnen die Ziffern 1 und 2 das äußere Rohr bzw. das innere Rohr. Mit der Ziffer 3 ist eine Metallkrone bzw. ein als Bohrer oder Meißel dienender Abschnitt bezeichnet, während die Ziffer 4* ein Rückschlagventil bezeichnet. Als Rückschlagventil wird hierbei beispielsweise ein Kugelventil oder eine Konstruktion verwendet, bei der eine Austrittsöffnung, die in der Nähe des unteren Endes des inneren Rohres vorgesehen ist, durch eine Gummihülse oder -manschette abgedeckt ist. Die Rohrleitungen bzw. Kanäle I und II werden durch das äußere Rohr 1 bzw. durch dasWith reference to the drawings, the method according to the invention now described in detail below. FIG. 1 shows an exemplary embodiment which is based on the basic concept of the present invention based and in which a very fast reacting injection material with a setting or setting time of less than 30 sea. as an injection material with a lower penetration capacity is used. In Figure 1, the numerals 1 and 2 denote the outer tube and the inner tube. The number 3 denotes a metal crown or a section serving as a drill or chisel, while the number 4 * denotes a check valve designated. As a check valve, a ball valve or a construction is used, for example, in which an outlet opening is provided in the vicinity of the lower end of the inner tube is covered by a rubber sleeve or sleeve. The pipes or channels I and II are through the outer pipe 1 and through the
innere Rohr 2 gebildet. Die Rohrleitungen bzw. Kanäle I1 und I" dienen zum Zuführen der Injektionsverbindungen an das äußere Rohr 1, während die Rohrleitungen bzw. Kanäle II1 und II" in ähnlicher Weise zum Speisen des inneren Rohres 2 mit den Injektionsverbindungen dienen. Bei dieser Aus-inner tube 2 is formed. The pipes or channels I 1 and I ″ serve to supply the injection connections to the outer tube 1, while the pipes or channels II 1 and II ″ serve in a similar manner to feed the inner tube 2 with the injection connections. With this out
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führungsform werden Wasserglas über den Kanal I1 und wässrige Lösungen verschiedener Reaktionsmittel unabhängig bzw. getrennt voneinander über die Kanäle II1 und I" zugeführt. Das Reaktionsmittel in dem Kanal II" vermischt sich mit dem Wasserglas, um ein schnell abbindendes Injektionsmaterial zu bilden» Das andere Reaktio nsmittel in dem Kanal I" wird in ähnlicher Weise mit dem Wasserglas vermischt, um so ein Injektionsmaterial zu bilden, welches eine längere Gelier- bzw. Abbindzeit aufweist. In der Fig. 1 (a) wird der Bohrvorgang durch das Injektionsrohr selbst ausgeführt, und zwar unter Zuführung von Wasser, wobei dieser Bohrvorgang bei Erreichen einer vorgegebenen Tiefe beendet wird. In der Fig. 1 (b) werden die Injektionsverbindungen aus den Kanälen I' und II1 am unteren Ende des Injektionsrohres vermischt, um das schnell abbindende Injektionsmaterial zu bilden, welches zu einem verdichteten Boden (θ) um das Injektionsrohr führt, wodurch ein gewisser Abschluß erreicht wird. Gleichzeitig dringt das schnell abbindende Injektionsmaterial aderförmig bzw. kanalförmig auch in die Schichten aus grobem Material bzw. in die Schichten geringerer Qualität ein, in denen ein Injektionsmaterial in Form einer Lösung verlorengehen könnte bzw. durch die ein Injektionsmaterial in Form einer Lösung frei hindurchfließen könnte. Das schnell abbindende Injektionsmaterial füllt diese Schichten aus, so daß das nachfolgend injizierte Material inerhalb eines bestimmten Bereiches im Boden gehalten wird. In der Fig. 1 (c) ist die Zufuhr der Injektionsverbindung aus dem Kanal II1 unterbrochen und ein Injektionsmaterial mit hohem Durchdringungsvermögen, welches durch Mischen der Verbindungen aus den Kanälen I1 und I" hergestellt wird, wird in den Boden durch das äußere Rohr 1 eingespritzt bzw. injiziert. Unter Durchbrechung des oberhalb geformten Abschlusses dringt dieses Injektionsmaterial in die Schichtencus feinkörnigem Material ein, in welches das schnell abbindende Injektionsmaterial nicht eindringen kann, und bewirkt dadurch eine Verdichtung bzw« Verfestigung in dem zu behandelnden Bereich E und macht diesen Bereich wasserdicht. In der Fig. 1 (d) ist das Injoktionsrohr nach oben angehoben, um erneut schnell abbindendes Injektionsmaterialguide form, water glass is supplied via channel I 1 and aqueous solutions of various reactants independently or separately from one another via channels II 1 and I ". The reactant in channel II" mixes with the water glass to form a fast-setting injection material »Das other reactants in the channel I "are similarly mixed with the water glass so as to form an injection material which has a longer setting time. In Fig. 1 (a), the drilling operation is carried out through the injection tube itself , under supply of water, said drilling process is terminated on reaching a predetermined depth. In FIG. 1 (b), the injection, the compounds of the channels I 'and II 1, mixed at the lower end of the injection pipe to the fast-setting injection material which leads to a compacted soil (θ) around the injection pipe, whereby a certain degree of closure is achieved At the same time, the rapidly setting injection material penetrates in the form of a vein or channel into the layers of coarse material or in the layers of lesser quality, in which an injection material in the form of a solution could be lost or through which an injection material in the form of a solution could flow freely. The rapidly setting injection material fills these layers so that the subsequently injected material is kept within a certain area in the soil. In Fig. 1 (c), the supply of the injection compound from the channel II 1 is cut off and an injection material of high permeability, which is prepared by mixing the compounds from the channels I 1 and I ", is fed into the ground through the outer pipe 1. By breaking through the closure formed above, this injection material penetrates the layers of fine-grained material into which the fast-setting injection material cannot penetrate, and thereby causes compression or solidification in the area E to be treated and makes this area In Fig. 1 (d), the injection tube is raised to allow rapid setting injection material again
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zu injizieren, und im Anschluß daran wird das Injektionsmaterial mit dem höheren Ourchdringungsvermögen injiziert, wie dies in der Fig. 1 (e) dargestellt ist.to inject, and then the injection material with the higher penetration capacity injected, as shown in Fig. 1 (e) is shown.
Bsi der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform werden die Injektionsmaterialien bzw. die Härtemittel mit unterschiedlichem Ourchdringungsvermögen in den Boden durch Öffnungen eingespritzt, dia axial am Vielfachrohr angeordnet sind. Injiziertes Material neigt dazu, sich um das Injektionsrohr herum zu konzentrieren, wo der Eindringwiderstand niedrig ist. Weiterhin neigt injiziertes Material dazu, an die Oberfläche auszutreten. Aus diesem Grunde ist es wichtig, das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen durch aine obere Austrittsöffnung zu injizieren, um dadurch zu verhindern, OaB das Injektionsmaterial bzw. das Härtemittel mit dem höheren Durchdringungsvermögen austritt bzw. verlorengeht, welches (Injektionsmaterial mit dem höheren Durchdringungsvermögen) im Anschluß in den Boden eingespritzt wird. Wird der Arbeitsbereich nach oben bewegt, so wird das Injektionsmaterial mit dem höheren Ourchdringungsvermögen stets in einen Bereich eingespritzt, welcher bereits durch das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen vorbereitet ist. Beim Anheben des Arbeitsbereiches wird vorzugsweise so vorgegangen, daß sich die Austrittsöffnung für das Injektionsmaterial mit dem höheren Ourchdringungsvermögen auf einem Niveau befindet, auf dem sich zuvor die Austrittsöffnung für das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen befand bzw. auf dem das Injektionsmaterial mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen injiziert wurde. Selbstverständlich ist es auch möglich, beimFor example, in the embodiment shown in FIG. 2, the injection materials or the hardening agents are injected into the soil with different penetration capacities through openings which are arranged axially on the multiple tube. Injected material tends to concentrate around the injection tube where resistance to penetration is low. Furthermore, injected material tends to leak to the surface. For this reason, it is important to inject the injection material with the lower permeability through an upper outlet opening in order to prevent the injection material or the hardening agent with the higher permeability, which (injection material with the higher permeability) leaking or being lost. is then injected into the ground. If the working area is moved upwards, the injection material with the higher penetration capacity is always injected into an area which has already been prepared by the injection material with the lower penetration capacity. When raising the work area, the procedure is preferably such that the outlet opening for the injection material with the higher penetration capacity is at a level at which the outlet opening for the injection material with the lower penetration capacity was previously located or at which the injection material with the lower penetration capacity is injected became. Of course, it is also possible when
Anheben des Arbeitsbereiches so vorzugehen, daß das Injektionsmaterial mit dem höheren ourchdringungsvermögen jeweils an. einem Niveau austritt, welches zwischen den beiden Austrittsöffnungen liegt. In beiden Fällen dringt das Injektionsmaterial mit dem höheren Ourchdringungsvermögen in einen Bereich ein, welcher von dem Injektionsmaterial mit dem niedrigen Durchdringungsvermögen noch nicht vollständig durchdrungen ist, obwohl derRaise the work area so that the injection material with the higher penetration capacity. exits a level, which lies between the two outlet openings. In both cases, the injection material penetrates with the higher penetration capacity an area which is not yet completely penetrated by the injection material with the low permeability, although the
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Umfang dieses Bereiches bereits dicht abgeschlossen bzw. verfestigt ist. In der Fig. 2 (a) wird das Injektionsmaterial mit dem geringen Durchdringungsvermögen durch eine obere Austrittsöffnung B am Doppelrohr A in das umgebende Material eingespritzt, um einen festen bzw. verfestigten Bereich D um das Injektionsrohr herum sowie im oberen Bereich der Schicht zu erzeugen. In der Fig. 2 (b) wird das Injektionsmaterial mit dem höheren Durchdringungsvermögen durch eine untere Austrittsöffnung C in das umgebende Material eingespritzt, um den Boden im vorgegebenen Bereich E zu verfestigen bzw. zu befestigen, ohne daß eine Konzentration um das Injektionsrohr auftritt und ohne daß Material nach oben an die Oberfläche fließt. In der Fig. 2 (c) wird erneut Injektionsmaterial mit geringem Durchdringungsvermögen in den Boden eingespritzt, nachdem der Arbeitsbereich angehoben wurde, und im Anschluß daran wird Injektionsmaterial mit dem höheren Durchdringungsvermögen injiziert, wie dies in der Fig. 2 (d) gezeigt ist.The scope of this area is already tightly sealed or solidified. In Fig. 2 (a), the injection material is shown with the low permeability through an upper outlet opening B on the double pipe A into the surrounding material is injected to create a solid or solidified area D around the injection tube and in the upper area of the layer. In FIG. 2 (b), the injection material with the higher permeability is through a lower outlet opening C into the surrounding material injected to consolidate the soil in the predetermined area E without a concentration occurring around the injection tube and without material flowing up to the surface. In Fig. 2 (c) is again injection material with low penetration in the Soil is injected after the work area has been raised, followed by injection material with the higher permeability as shown in Fig. 2 (d).
Die Ausbildung und Funktion des unteren Endes bzw. des Bodenendes des Doppelrohres werden im folgenden näher beschrieben.The formation and function of the lower end or the bottom end of the Double pipe are described in more detail below.
Das äußere und das innere Rohr sind beispielsweise am Bodenende des Doppelrohres nicht verbunden, damit das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen am Bodenende des inneren Rohres und das Injektionsmaterial mit dem gereingeren Durchdringungsvermögen an einer Austrittsöffnung austreten kann, die am äußeren Rohr etwa 1 m über dem Bodenende vorgesehen ist. Bei einer anderen Ausfuhrung des Bodenendes, bohrt sich dieses unter Zuführung von Wasser in den Untergrund. Eine untere Austrittsöffnung wird dann geschlossen und eine obere Austrittsöffnung in der Wand des Injektionsrohres wird geöffnet, um Wasserglas anstelle des für den Bohrvorgang verwendeten Wassers durch die gleiche Rohrleitung zuzuführen, und ein Reaktionsmittel wird durch eine andere Rohrleitung zugeführt, wobei sich dieses Reaktionsmittel mit dem Wasserglas mischt, um das schnell abbindende Injektionsmaterial in den Untergrund durch die am Injektionsrohr vorgesehene Austrittsöffnung abzugeben.The outer and inner tubes are, for example, at the bottom end of the Double pipe not connected so that the injection material with the greater permeability at the bottom end of the inner tube and the injection material with the lower permeability at one Outlet opening can emerge on the outer tube about 1 m above the Bottom end is provided. With a different design of the bottom end, This drills itself into the subsoil with the addition of water. A lower exit port is then closed and an upper exit port in the wall of the injection tube is opened to water glass instead of supplying the water used for the drilling operation through the same pipeline, and one reactant is passed through another Pipeline supplied, whereby this reaction agent mixes with the water glass in order to penetrate the rapidly setting injection material into the subsoil to be dispensed through the outlet opening provided on the injection tube.
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Diese Austrittsöffnungen können dadurch geschlossen und geöffnet werden, daß das innere Rohr oder aber das äußere Rohr axial und vertikal verschoben werden, oder aber dadurch, daß Ventile im Doppelrohr vorgesehen sind. Weiterhin kann hierbei auch ein Dreifach-Rohr verwendet werden. Zwei Rohrleitungen bzw. Kanäle dieses Rohres werden dann beispielsweise dazu verwandt, um das Injektionsmaterial mit dem geringen Durchdringungsvermögen vorzubereiten und in den Untergrund durch die obere Austrittsöffnung zu injizieren. Das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen wird dann über die dritte Rohrleitung bzw. über den dritten Kanal durch die weiter unten liegende Austrittsöffnung dieser Rohrleitung abgegeben·These outlet openings can thereby be closed and opened, that the inner tube or the outer tube can be moved axially and vertically, or by the fact that valves are provided in the double tube are. A triple pipe can also be used here. Two pipes or channels of this pipe are then for example used to prepare the injection material with the low permeability and to inject it into the ground through the upper outlet opening. The injection material with the greater penetration capacity is then via the third pipeline or via the third channel through the outlet opening of this pipeline located further below submitted ·
In der Fig. 3 sind das äußere Rohr sowie das innere Rohr axial gegeneinander verschiebbar, und zwar in der Weise, daß das inere Rohr nach unten vorsteht und über einen gewissen Teil seiner Länge nicht vom äußeren Rohr umschlossen ist. Das Bodenende des Vielfach-Rohres kann in weiten-Grenzeη modifiziert werden. Ein Rückschlagventil kann am Bodenende des inneren Rohres oder aber zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr vorgesehen v/erden. Das äußere und das innere Rohr sind beispielsweise am Bodenende des Vielfachrohres nicht verbundenjdas Injektionsmaterial wird am unteren Ende bzw. am Bodenende des inneren Rohres abgegeben. Die Austrittsöffnung für das Injektionsmaterial oder für die Injektionsverbindungen kann entweder am Bodenende oder aber in der Wand des inneren Rohres vorgesehen sein. Ein Dreifachrohr oder ein Vielfachrohr, welches zwei parallel zueinander verlaufende innere Rohre besitzt, kann ebenfalls verwendet v/erden. Die Injektionsmaterialien mit dem niedrigeren Durchdringungsvermögen sowie mit dem höheren Durchdringungsvermögen können in den Boden durch das äußere Rohr bzw. durch das innere Rohr injiziert werden. Weiterhin kann auch eine Vielzahl von Injektionsverbindungen bzw. Komponenten zur Bildung des Injektionsmaterials durch das äußere und das innere Rohr zugeführt und an den Bodenenden der beiden Rohre abgegeben werden, um so außerhalb des Doppelrohres bzw. im Bereich des Bodenendes des inneren Rohres die Injektionsmaterialien bzw.In Fig. 3, the outer tube and the inner tube are axially against each other displaceable, in such a way that the inner tube protrudes downwards and is not enclosed by the outer tube for a certain part of its length. The bottom end of the multiple pipe can be modified in width-limit will. A check valve may be provided at the bottom end of the inner tube or between the outer and inner tubes. That outer and inner tubes are not connected, for example at the bottom end of the multiple tube, the injection material is at the bottom or delivered at the bottom end of the inner tube. The outlet for the Injection material or for the injection connections can be provided either at the bottom end or in the wall of the inner tube. A Triple tube or a multiple tube, which is two parallel to each other Has inner tubes can also be used for grounding. The injection materials with the lower permeability as well as with the higher Penetrations can be injected into the soil through the outer tube and the inner tube, respectively. Furthermore, a variety of Injection compounds or components for forming the injection material fed through the outer and inner tubes and discharged at the bottom ends of the two tubes so as to be outside the double tube or in the In the area of the bottom end of the inner tube, the injection materials or
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die Härtungsmittel zu bilden. Diese Injektionsmaterialien bzw. Härtungsmittel können dadurch gebildet werden, daß die Injektionsverbindungen bzw. -komponenten am öodenende des Doppelrohres gemischt werden. In jedem Fall wird das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen am Bodenende des inneren Rohres in .den Untergrund abgegeben, der bereits durch das Injektionsmaterial mit dem geringeren Durchdringungsvermögen vorbereitet ist. Bevorzugte Ausfuhrungen des Bodenendes sind in vereinfachter Darstellung in der Fige 3 gezeigt. In der Fig. 3 (a) ist das als Injektionsrohr dienende Doppelrohr in seinem in den Boden eingeführten Zustand dargestellt. In der Fig. 3 (b) ist das äußere Rohr angehoben, um das Injektionsmaterial mit dem geringeren Durchdringungsvermögen zu injizieren. Dann wird das Injektionsmaterial mit dem größeren Durchdringungsvermögen durch das innere Rohr in den Boden eingespritzt. In der Fig0 3 (c) wird der gleiche Prozeß wiederholt, nachdem der Arbeitsbereich angehoben wurde.to form the hardeners. These injection materials or hardeners can be formed by mixing the injection compounds or components at the open end of the double pipe. In any case, the injection material with the greater penetration capacity is released at the bottom end of the inner tube in the subsoil which has already been prepared by the injection material with the lower penetration capacity. Preferred VERSIONS of the bottom end are shown in a simplified representation in FIG e. 3 In Fig. 3 (a) the double pipe serving as an injection pipe is shown in its state inserted into the ground. In Fig. 3 (b), the outer tube is raised to inject the injection material with the lower permeability. Then, the injection material with the greater permeability is injected into the ground through the inner tube. 0 in FIG 3 (c) is repeated the same process after the work area has been increased.
Die Injektionsmaterialien mit dem unterschiedlichen Durchdringungsvermögen, die bei der Erfindung zur Anwendung kommen, werden vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt;Injection materials with different permeability, which are used in the invention are preferably selected from the following group;
(a) £.in Injektionsmaterial in Form einer Suspension, welches Zement oder Ton als wirksame Komponente enthält;(a) £. in injection material in the form of a suspension, which cement or Contains clay as an effective component;
(b) ein Injektionsmaterial, welches Zement, Wasserglas usw. sowie Gele als Suspension enthält;(b) an injection material, which is cement, water glass, etc. as well as gels contains as a suspension;
(c) ein Injektionsmaterial in Form einer Lösung, die keine Komponenten in Form einer Suspension enthält, wobei dieses Material eine relativ lange Gelier- bzw. Abbindzeit aufweist;(c) an injection material in the form of a solution that has no components contains in the form of a suspension, this material having a relatively long gelation or setting time;
(d) ein Injektionsmaterial, welches keine Komponenten in Form einer Suspension enthält, wobei dieses Material eine kürzere Gelier- bzw. Abbindzeit aufweist;(d) an injection material which does not contain any components in the form of a Contains suspension, this material having a shorter gelation or setting time;
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(e) üin Injaktionsmaterial, welches eine wässrige Lösung von nichtalkalischen Silikaten enthält, die dadurch hergestellt ist, daß Wasserglas einer sauren Lösung beigegeben wird.(e) in injection material which is an aqueous solution of non-alkaline Contains silicates, which is produced by the fact that water glass a acidic solution is added.
Bei der Erfindung wird vorzugsweise ein Injektionsmaterial verwendet, bei dem die Gelbildung innerhalb von 30 See. erfolgt, bzw. welches innerhalb von 30 See. geliert, um dadurch eine wirksame Dichtung bzw. einen wirksamen Abschluß in dem Spalt zwischen dem Vielfachrohr und dem Boden zu bilden. Diese Dichtung verhindert, da3 ein Injektionsmaterial mit größerer Abbindbzw. Gelierzeit an die Oberfläche entlang des Rohres austritt, und ermöglicht es, daß das nachfolgend injizierte Injektionsmaterial den Boden um den Arbeitsbereich vollständig durchdringen kann. Es ist völlig ausgeschlossen, daß ein solches Injektionsmaterial mit einer kurzen Abbind- bzw. Gelierzeit bei dem bekannten Injektionsverfahren verwendet wird, da dieses Material das Injektionsrohr verstopft, wenn es in einem Y-förmigen Rohr gemischt wird, \elches am oberen Ende des Injektionsrohres vorgesehen ist. Dieses Problem wird jedoch bei dem erfindungsgemäßen Prozeß einfach dadurch gelöst, daß dieses Injektionsmaterial am Bodenende des Mehrfach-Rohres gemischt wird.In the invention, an injection material is preferably used which the gel formation within 30 See. takes place, or which within from 30 lake. gelled to thereby form an effective seal or an effective To form closure in the gap between the multiple pipe and the floor. This seal prevents an injection material with a larger setting or Gel time exits to the surface along the pipe, and allows the subsequently injected grout to surround the soil can completely penetrate the work area. It is completely impossible that such an injection material with a short setting resp. Gel time is used in the known injection method because this material clogs the injection tube when it is in a Y-shaped tube is mixed, which is provided at the upper end of the injection tube. However, this problem is simply made in the process of the present invention solved that this injection material mixed at the bottom end of the multiple tube will.
Wenn die Gelierzeit bzw. die für die Gelatinierung benötigte Zeit eine Minute Übersteigt, tendiert das Injektionsmaterial dazu, in Richtung auf die Oberfläche aufzusteigen und es ist schwierig, eine verfestigte Dichtung zu bilden. Wird dann anschließend das Injektionsmaterial mit der lärg eren Gelier- bw. Abbindzeit in den in der beschriebenen Weise ungenügend vorbereiteten Untergrund eingespritzt, so fließt auch dieses Material, wie das erste Injektionsmaterial, beispielsweise zur Oberfläche hin ab und bev/irkt dadurch nur eine ungenügende Verfestigung des Untergrundes.If the gelation time or the time required for gelatinization is a Exceeds minute, the injection material tends to move towards to rise the surface and it is difficult to form a solidified seal. Then then the injection material with the lärg eren Gelier- bw. Setting time in the insufficiently prepared in the manner described Injected into the ground, this material, like the first injection material, also flows off, for example, towards the surface and causes it to flow as a result, only insufficient consolidation of the subsoil.
Es wird angestrebt, daß in jedem Arbeitsbereich das Injektionsmaterial mit der kürzeren Gelier- bzw. Abbindzeit injiziert und nach dem Abschluß derThe aim is to have the injection material in every work area the shorter gelation or setting time and after the completion of the
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Gelatinierung dieses Materials, d„ho wenn u^r Fluß dieses Injektionsmaterial vollständig gestoppt ist, das Injektionsmaterial mit der längeren Gelier- bzw= Abbindzeit eingespritzt wird» Wenn beispielsweise ein Injektionsmaterial in den Boden eingespritzt wird, bei dem die Gelbildung innerhalb von 5 SeSo erfolgt und wenn dann mit einem Intervall von 10 See. ein Injektionsmaterial eingebracht wird, welches eine längere Gelier- bzw. Abbindzeit als das erste Material, ZoB0 10 Min» besitzt, ist es für das zweite Injektionsmaterial möglich, in den Untergrund um jeden Arbeitspunkt bzWo um jeden Arbeitsbereich in zufriedenstellender Weise einzudringen, und zwar unter Durchbrechung der durch Gelbildung erzeugten Dichtung.Gelatinization of this material, that is , when the flow of this injection material is completely stopped, the injection material is injected with the longer gelation or setting time takes place and if so then with an interval of 10 See. If an injection material is introduced which has a longer gelation or setting time than the first material, eg 0 10 min, it is possible for the second injection material to penetrate the subsoil around every working point or wherever around every working area in a satisfactory manner breaking through the seal produced by gel formation.
Uas iveaktionsmittel, welches bei der Erfindung für das Wasserglas-Injektionsmatsrial verwendet wiffd, enthält Wasserlösliche Säuren, beispielsweise anorganische oder organische Säuren; Salze, wie anorganische Salze, organische Salze, basisshe Salze, Neutralsalze oder saure Salze; Lster, Aldehyde, Amide, Alko&ole usw. Die folgenden, Suspensionen bzw. Aufschwemmungen bildenden Stoffe werden ebenfalls verwendet! Üxyde von Aluminium, Eisen und Magnesium, wie beispielsweise Aluminiumtrioxyd, Aluminiumoxyd, Eisenoxyd und hagnesiumoxyd, Kalziumsalze, Aluminiumsalze,, Magnesiumsalze, usw., wie Schlacke, Herd- oder Ofenschlacke^ Flugasche, Kalziumsilikat, Zement (Portlandzement , Hochofenschlacke usw..) und Ton. Diese Komponenten sind zv/ar nicht in Wasser löslich, bilden jedoch Suspensionen, in denen freies CA, Al, Fe uswo mit dem Silikat im Wasserglas reagieren kann.Uas iveaktionsmittel, which in the invention for the water glass injection material used wiffd, contains water soluble acids, for example inorganic or organic acids; Salts such as inorganic salts, organic salts, basic salts, neutral salts or acidic salts; Oil, aldehydes, Amides, alcohols, etc. The following form suspensions Fabrics are also used! Oxides of aluminum, iron and magnesium, such as aluminum trioxide, aluminum oxide, iron oxide and magnesium oxide, calcium salts, aluminum salts, magnesium salts, etc., such as Slag, hearth or furnace slag ^ fly ash, calcium silicate, cement (Portland cement, blast furnace slag, etc.) and clay. These components are zv / ar not soluble in water, but form suspensions in which free CA, Al, Fe etc. can react with the silicate in the water glass.
Das Injektionsmaterial, welches bei der Erfindung vorzugsv/eise verwendet w;rd und welches keine nichtalkalischen Silikate als Hauptkomponente enthält, enthält eine Lösung bzw«, ein Injektionsmaterial in Form einer Lösung, die dadurch erhalten wird, daß alkalischen Injektionsverbindungen bzv/. Komponenten, wie Viasserglas, Karbonate, Hydrogenkarbonate, Natriumphosphat, hagnesiumoxyd usw. einer sauren Silikatlösung beigegeben werden, oder aber bei der Erfindung wird vorzugsweise ein Injektionsmaterial in Form einerThe injection material which is preferably used in the invention ; rd and which does not contain any non-alkaline silicates as the main component contains a solution or, respectively, an injection material in the form of a solution which is obtained by using alkaline injection compounds or, respectively,. Components such as Viasserglas, carbonates, hydrogen carbonates, sodium phosphate, magnesium oxide, etc. are added to an acidic silicate solution, or in the invention, an injection material is preferably in the form of a
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Suspension verwendet, welches dadurch hergestellt ist, daß eine oder zwei Komponenten, die eine Suspension bilden können und aus der Gruppe Zement, Kalziumoxyd, Kalk, Gips, Schlacke, Natriumkarbonat usw. ausgewählt sind, der sauren Silikatlösung beigegeben werden. Ein neutrales Wasserglas-Injektionsmaterial oder ein solches, welches Lehm bzw. Ton enthält, wird bei der Erfindung ebenfalls verwendet.Suspension used, which is prepared in that one or two Components that can form a suspension and from the group cement, Calcium oxide, lime, gypsum, slag, sodium carbonate, etc. are selected to be added to the acidic silicate solution. A neutral water glass injection material or one containing clay is also used in the invention.
Das hierbei verwendete Wasserglas besitzt ein Molverhältnis für imBereich zwischen 1,5 bis 5,0 und enthält alkalische Salze von Kieselsäure oder Kieselerde oder deren Mischungen mit Kieselsäure, wie flüssiges, wasserfreies, wasserhaltiges, verflüssigtes oder kristallines Wasserglas.The water glass used here has a molar ratio for in the range between 1.5 to 5.0 and contains alkaline salts of silica or silica or its mixtures with silica, such as liquid, anhydrous, water-containing, liquefied or crystalline water glass.
Die Erfindung n/ird noch näher erläutert in den folgenden Beispielen:The invention n / ill be explained in more detail in the following examples:
Beispiel ΊExample Ί
Bei Verwendung eines Vielfachrohres, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist, wurden folgende Injektionsmaterialien in den Untergrund im Bereich Tokyo injiziert, der aus abwechselnden Schichten aus feinem Sandboden und Kies bzw. Schotter besteht.When using a multiple tube, as shown in Fig. 1, The following injection materials were injected into the underground in the Tokyo area, consisting of alternating layers of fine sand and gravel or gravel.
Flüssigkeit I1: Nr. 3 Wasserglas, 30 1, (auf 50 1 Flüssigkeit)Liquid I 1 : No. 3 water glass, 30 1, (to 50 1 liquid)
Wasser
Flüssigkeit II": Äthylenglykoldiacetat 3 1 (je 50 1 Flüssigkeit)water
Liquid II ": ethylene glycol diacetate 3 1 (50 1 liquid each)
Natriumhydrogenkarbonat, 2 kg Flüssigkeit II1: 75 ^ige Phosphorsäure, 3 1 (je 50 1 Flüssigkeit)Sodium hydrogen carbonate, 2 kg liquid II 1 : 75% phosphoric acid, 3 1 (per 50 1 liquid)
47 1 Wasser47 1 water
Entsprechende Flüssigkeiten I1 und I" ergaben ein Injektionsmaterial, bei dem die Gelbildung innerhalb von 5 min. auftrat, während entsprechende Flüssigkeiten I' und II1 ein Injektionsmaterial ergaben, bei dem die Gelbildung innerhalb von 2 See. auftrat.Corresponding liquids I 1 and I "gave an injection material in which gelation occurred within 5 minutes, while corresponding liquids I 'and II 1 gave an injection material in which gel formation occurred within 2 seconds.
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Das Doppel-Rohr wurde in den Boden bis zu einer vorgegebenen Tiefe eingeführt» Dann wurde die Flüssigkeit Is im äußeren Rohr und die Flüssigkeit II" im inneren Rohr entsprechend miteinander vermischt, um das Injektionsmaterial mit der kürzeren Gelier- bzw» Abbindzeit zu bilden, welches dann in den Boden injiziert usrde. Das Zumischen der Flüssigkeit II" wurde unterbrochen und die Flüssigkeit I" wurde mit der Flüssigkeit I' entsprechend gemischt, um das Injektionsmaterial mit der längeren Gelier- bzw. Abbindzeit zu bilden, welches dann in den Boden bzw« Untergrund eingespritzt wurde. Mit dem Anheber des Arbeitsbereiches wurde das beschriebene Verfahren wiederholt. Nachdem alle Injektionen in jedem .Arbeitsbereich abgeschlossen waren, wurde der Verfestigte Boden freigelegt und überprüft.The double tube was inserted into the ground to a predetermined depth. Then the liquid I s in the outer tube and the liquid II "in the inner tube were mixed with one another in order to form the injection material with the shorter setting or setting time, which is then injected into the soil. The admixing of the liquid II "was interrupted and the liquid I" was mixed with the liquid I 'accordingly in order to form the injection material with the longer gelation or setting time, which then penetrates the soil or "The subsoil was injected. The procedure described was repeated with the lifting of the work area. After all injections in each work area had been completed, the solidified soil was exposed and checked.
Ls wurde dabei festgestellt, daß das Injektionsmaterial bzw. das Härtemittel mit kürzerer Gelierzeit in den Bereich um das Injektionsrohr sowie in den Bereich zwischen den ichichten eingedrungen war, und daß das Injektionsmaterial mit der längeren Gelier- bzw. Abbindzeit in die Bodenpartikel eingedrungen war, um diese gleichförmig zu verfestigen,.It was found that the injection material or the hardening agent with a shorter gel time in the area around the injection tube and in the area between the layers, and that the injection material with the longer gel or setting time in the soil particles had penetrated in order to solidify them uniformly.
;-in als Injektionsrohr dienendes Doppelrohr gemäß Fig» 1 wurde in den Boden bis zu einer vorbestimmten Tiefe eingeführt» Die folgenden Injektionsmittel wurden dann in die abwechselnden Schichten aus feinem Sandboden und Kiesoder Schotterboden im Bereich Tokyo injizierte ; -in serving as an injection pipe double pipe according to Fig. 1 was inserted into the ground to a predetermined depth. The following injection agents were then injected into the alternating layers of fine sandy soil and gravel or gravel soil in the Tokyo area
Die Flüssigkeit I1 wurde dadurch erhalten, daß Nr0 3 Wasserglas einer wässrigen Schwefelsäure beigegeben wurde,, Die so erhaltene Injektionsverbindung hatte eine SiCL - Holkonzentrationen von 7, einen pH-Wert von Of Ί und eine Gelier- bzw» Abbindzeit von 15 Stunden»The liquid I 1 was obtained by Nr was added 0 3 water glass an aqueous sulfuric acid ,, the injection compound thus obtained had a SiCl - Holkonzentrationen of 7, pH of O f Ί and a gelling or "setting time of 15 hours »
Flüssigkeit II": eine 10 >oige Lösung von Natriumhydrogenkarbonat; Flüssigkeit II'; sine 20 $ige Lösung von Nr* 3 Wasserglas»Liquid II ": a 10% solution of sodium hydrogen carbonate; Liquid II '; sine 20 $ solution of No. 3 water glass »
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Die Flüssigkeit I1 aus dem äußeren Rohr und die Flüsigkeit II1 aus dem inneren Rohr wurden miteinander gemis cht, um ein Injektionsmaterial mit einem pH-Wert von 7,5 und einer Gelier- bzw. Abbindzeit von 2 Sek. zu bilden. Dieses Injektionsmaterial wurde dann in den Boden injiziert. Im Anschluß daran wurde das Zumischen der Flüssigkeit II1 gestopt und die Flüssigkeit II" wurde mit der Flüssigkeit I1 gemischt, um ein Injektionsmaterial mit einem pH-Wert von 5,5 und einer Gelier- bzw. Abbindzeit von 10 Min. zu bilden. Dieses Injektionsmaterial wurde dann in den Boden bzw. Untergrund injiziert. Während des Anhebens des Arbeitsbereiches wurde das Verfahren wiederholt. Nachdem alle Injektionen in jedem Arbeitsbereich abgeschlossen waren, wurde der verfestigte Boden bzw. Untergrund freigelegt und überprüft. Es stellte sich dabei hsraus, daß das Injektionsmaterial mit der kürzeren Gelier- bzw. Abbindzeit in " den Bereich um das Injektionsrohr sowie in den Bereich zwischen den Schichten eingedrungen war, während das Injektionsmaterial mit der längeren Gelier- bzv/. Abbindzeit in die Bodenpartikel eingedrungen war und diese gleichförmig verfestigt hatte.The liquid I 1 from the outer tube and the liquid II 1 from the inner tube were mixed with one another to form an injection material with a pH of 7.5 and a gelation or setting time of 2 seconds. This injection material was then injected into the soil. Subsequently, the admixing of the liquid II 1 was stopped and the liquid II ″ was mixed with the liquid I 1 in order to form an injection material with a pH value of 5.5 and a gelation or setting time of 10 minutes. This grouting material was then injected into the ground. While the work area was being raised, the procedure was repeated. After all injections in each work area were completed, the solidified ground or subsoil was exposed and checked Injection material with the shorter gelling or setting time "penetrated the area around the injection tube and the area between the layers, while the injection material with the longer gelling or setting time" had penetrated. Setting time had penetrated the soil particles and solidified them uniformly.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde ein Versuch in einem Flußbett (Kies-Untergrund) welcher Grundwasser enthält, durchgeführt. Als Injektionskomponenten bzw. Verbindungen wurden hierbei verwendet:According to the method according to the invention, an experiment was carried out in one River bed (gravel subsoil) which contains groundwater. The injection components or compounds used were:
Flüssigkeit I': eine Injektionskomponente bzw. Verbindung mit einemLiquid I ': an injection component or connection with one
pH-Wert von 1, die dadurch erhalten wurde, daß Wasserglas einer wässrigen Phosphorsäure beigegeben wurde;pH value of 1, which was obtained by putting water glass was added to an aqueous phosphoric acid;
Flüssigkeit II": wässrige WasserglaslösungLiquid II ": aqueous water glass solution
Die Flüssigkeit I wurde durch Mischen der Flüssigkeiten I1 und I" erhalten, wodurch ein Injektionsmaterial entstand, bei welchem die Gelbildung innerhalb von 3 See. erfolgte.The liquid I was obtained by mixing the liquids I 1 and I ″, thereby producing an injection material in which the gelation occurred within 3 seconds.
030043^/0935030043 ^ / 0935
-W--W-
Die Flüssigkeit II wurde dadurch erhalten, daß Wasserglas einer Phosphorsäure beigegeben wurde, um ein Injektionsmaterial mit einem pH-V.'ert von 3 und mit einer Abbind- bzwo Gelierzeit von 1 Std„ zu bilden.The liquid II was obtained by using water glass of a phosphoric acid was added to produce an injection material with a pH value of 3 and with a setting or gel time of 1 hour.
Die Flüssigkeit I wurde entsprechend dem in der Fig. 2 dargestellten Verfahren injiziert. Dann wurde die Flüssigkeit II injiziert und der Arbeitsbereich angehoben» Das Injektionsverfahren wurde wiederholte Nachdem sämtliche Injektionen in jedem Arbeitsbereich abgeschlossen waren, wurde der verfestigte Boden freigelegt und überprüft. Es stellte sich dabei heraus, daß die Flüssigkeit I in die Schichten aus grobkörnigem Material eingedrungen war, um diese Schichten zu verfestigen, und daß die Flüssigkeit II in die Schichten aus feinkörnigem Material eingedrungen war, um diese zu stabilisieren bzw« zu verfestigen. Es konnte nicht festgestellt werden, daß die Flüssigkeit II ausgetreten oder verlorengegangen war.The liquid I was corresponding to that shown in FIG Procedure injected. Then the liquid II was injected and the work area was raised. »The injection procedure was repeated After all injections were completed in each work area, the solidified soil was exposed and inspected. It turned out out that the liquid I in the layers of coarse-grained Material had penetrated to consolidate these layers, and that the liquid II had penetrated into the layers of fine-grained material in order to stabilize or solidify them. It couldn't it can be determined that the liquid II had leaked or was lost.
Das Verfahren gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt und zwar unter Verwendung der folgenden Flüssigkeiten;The procedure of Example 2 was repeated using the following fluids;
Flüssigkeiten I" und II"% wie im Beispiel 2;Liquids I "and II" % as in Example 2;
Flüssigkeit II'; eine Suspension, die 25 Gewichtsprozent Zement, vorzugsweise Hochofenzement, 10 % Löschkalk oder gelöschten Kalk und 2 % Betonit enthält.Liquid II '; a suspension containing 25 percent by weight cement, preferably blast furnace cement, 10 % slaked lime or slaked lime and 2 % bentonite.
Die Flüssigkeit 1" des äußeren Rohres und die Flüssigkeit II1 des inneren Rohres wurden gemischt, um ein Injektionsmaterial mit einem pH-Wert von 5 und mit einer Gelier- bzw. Abbindkeit von 2 See. zu bilden. Dieses Injektionsmat-ürial wurde dann in den Untergrund injiziert. Im Anschluß daran wurde das Mischen der Flüssigkeit I unterbrochen und die Flüssigkeit II" wurde mit der Flüsigkeit I" gemischt, um ©in Injektionsmaterial mit einem pH-Wert von 5,5 und einer Gelier- bzw. Abbindzeit von 10 ftjin· zu bilden. DiesesThe liquid 1 ″ of the outer tube and the liquid II 1 of the inner tube were mixed to form an injection material with a pH of 5 and a gelation or setting of 2 sea. This injection material was then used in Then the mixing of the liquid I was interrupted and the liquid II "was mixed with the liquid I" to give in injection material with a pH value of 5.5 and a gelation or setting time of 10 ftjin · To make. This
03C043/093503C043 / 0935
QH863QH863
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:>:j:J;tionsmateria.! wurde dann in den Untergrund injiziert. Beim Anheben r'-.a' Arbeitsbereiches wurde aas beschriebene Verfahren wiederholt. Nachdem sUiViMiChe Injektionen in jedem Arbeitsbereich abgeschlossen waren, v/urde dar verfestigte Boden freigelegt und «überprüft. Es stellte sich heraus, ύι\1 die Suspension mit der kürzeren Abbind- bzw. Geiierzeit in den Bereich up! das Injektionsrohr sowie in den Bereich zwischen den Schichten singo-•JruiiTjsn war, während das InjektL onsmaterial mit der längeren Gelier- bzw» Abbindzeit in die Bodenpartikel eingedrungen war, um diese gleichförmig zu verfestigen bzw. zu stabilisieren.:>: j: J; tionsmateria.! was then injected underground. When lifting r '-. A' work area, aas described procedure was repeated. After sUiViMiChe injections were completed in each work area, the solidified soil was exposed and checked. It turned out that ύι \ 1 the suspension with the shorter setting or gelling time in the area up! the injection tube and the area between the layers was singular, while the injection material with the longer gelation or setting time penetrated the soil particles in order to solidify or stabilize them uniformly.
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